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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Taumelscheibenverdichter zum Verdichten
von Kältemittelgas
in beispielsweise einem Kältemittelkreislauf
für eine
Fahrzeugklimaanlage.
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Ein
typischer Taumelscheibenverdichter weist eine Antriebswelle und
eine Taumelscheibe auf, die mit der Antriebswelle verbunden ist,
um sich einstückig
mit der Antriebswelle zu drehen. Einzelkopf-Kolben sind mit dem
Umfangsabschnitt der Taumelscheibe durch Gleitschuhpaarungen verbunden. Indem
sich die Taumelscheibe dreht, wenn sich die Antriebswelle dreht,
dreht sich die Taumelscheibe zwischen den Gleitschuhen, während sie
bezüglich der
axialen Richtung der Antriebswelle taumelt. Dies bewegt jeden Kolben
zum Verdichten von Kältemittelgas
hin und her.
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In
dem Taumelscheibenverdichter ist die Taumelscheibe in Gleitkontakt
mit den Gleitschuhen. Demnach tritt ein relativ großer mechanischer
Verlust an Abschnitten auf, an denen Gleiten zwischen der Taumelscheibe
und den Gleitschuhen auftritt. Dies ergibt ein Problem an den Gleitabschnitten,
beispielsweise Fressen.
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1 zeigt
einen Aufbau, der vorgeschlagen wird, um ein derartiges Problem
zu lösen
(mit Bezug auf japanische offengelegte Patentveröffentlichung No. 2001-32768).
Eine Taumelscheibe 92 hat eine hintere Fläche (in 1 gezeigte
rechte Fläche),
die eine Verdichtungsreaktion von Kolben 96 aufnimmt. Ein
Drucklaufring 95 (Gleitplatte) wird auf der hinteren Fläche der
Taumelscheibe 92 in einer Weise gelagert, dass eine relative
Drehung zwischen dem Drucklaufring 95 und der Taumelscheibe 92 ermöglicht wird.
Der Drucklaufring 95 ist zwischen der Taumelscheibe 92 und
den Gleitschuhen 93B angeordnet, die die Verdichtungsreaktion
der Kolben 96 auf die Taumelscheibe 92 übertragen.
Demnach bewegt sich der Drucklaufring 95 zwischen der Taumelscheibe 92 und
den Gleitschuhen 93B. Nadelrollen 94 (Rollenlager)
sind zwischen der Taumelscheibe 92 und dem Drucklaufring 95,
und zwischen den Gleitschuhen 93A und 93B zum
Schlichten der relativen Drehung zwischen der Taumelscheibe 92 und
dem Drucklaufring 95 angeordnet.
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Während eine
Antriebswelle 91 die Taumelscheibe 92 einstückig dreht,
rollen und bewegen die Nadelrollen 94 den Drucklaufring 95 hinsichtlich
der Taumelscheibe 92. Demnach ist die Drehzahl des Drucklaufrings 95 niedriger
als die Drehzahl der Taumelscheibe 92. Anders gesagt, die
Drehzahl des Drucklaufrings 95 hinsichtlich den Gleitschuhen 93B ist
geringer als die Drehzahl der Taumelscheibe 92 hinsichtlich
den Gleitschuhen 93B. Auf diese Weise verringern die Nadelrollen 94 einen
Gleitwiderstand zwischen dem Drucklaufring 95 und den Gleitschuhen 93B.
Dies verringert mechanischen Verlust und beugt Abrieb und Fressen
der Gleitschuhe 93B vor.
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Dennoch
kann in dem Aufbau in der japanischen offengelegten Veröffentlichungsschrift 2001-32768
eine unzureichende Schmierung an Berührungsabschnitten zwischen
jedem Kolben 96 und den zugeordneten Gleitschuhen 93A und 93B auftreten.
Ein derartiges Problem wird nachfolgend mit Bezug auf 2 behandelt, die
schematisch die Umgebung des Umfangsabschnitts der Taumelscheibe 92 zeigt.
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Eine
Verdichtungsreaktion (deren Belastungszentrum ist durch den Pfeil
X gekennzeichnet, um das Verständnis
zu erleichtern) wird auf die hintere Fläche der Taumelscheibe 92 über die
Gleitschuhe 93B, den Drucklaufring 95 und die
Nadelrollen 94 ausgeübt,
wenn sich ein Kolben 96 (in Bezug auf 1)
im Verdichtungstakt befindet. Genauer gesagt, eine Verdichtungsreaktion
X wird in einer exzentrischen Weise über die Achse L der Antriebswelle 91 auf
die hintere Fläche
der Taumelscheibe 92 ausgeübt.
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Die
Taumelscheibe 92 hat eine Wälzfläche 92a zum Aufnehmen
der Nadelrollen 94 und eine Gleitschuhfläche 92b zum
Aufnehmen der Gleitschuhe 93A. Der Drucklaufring 95 hat
eine Wälzfläche 95a zum
Aufnehmen der Nadelrollen 94. Wenn eine Verdichtungsreaktion
X nicht auf die hintere Fläche der
Taumelscheibe 92 wirkt, ist die Entfernung zwischen der
Wälzfläche 92a der
Taumelscheibe 92 und einer Wälzfläche 95a des Drucklaufrings 95 an
allen Stellen gleichmäßig. Ferner
sind die Wälzfläche 92a und
die Gleitschuhfläche 92b der
Taumelscheibe 92 parallel zu einer hypothetischen Ebene
H, die senkrecht zu der Drehachse der Taumelscheibe 92 liegt.
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Der
Umfangsabschnitt der Taumelscheibe 92 ist teilweise gebogen
(in 2 gezeigter unterer Abschnitt), wenn eine Verdichtungsreaktion
X auf die hintere Fläche
der Taumelscheibe 92 wirkt. Wie in 2 gezeigt
ist, sind die Nadelrollen 94, die sich in dem gebogenen
Abschnitt der Taumelscheibe 92 befinden, hinsichtlich der
hypothetischen Ebene H geneigt. In derselben Weise ist der Drucklaufring 95 ebenfalls
hinsichtlich der hypothetischen Ebene H geneigt. Demnach wird ein
Abstand CL zwischen der Wälzfläche 92a und
der Wälzfläche 95a vergrößert. In 2 ist
die Biegung der Taumelscheibe 92 und die Neigung der Nadelrollen 94 und
des Drucklaufrings 95 in einer übertriebenen Weise gezeigt.
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Wenn
der Drucklaufring 95 hinsichtlich der hypothetischen Ebene
H geneigt ist, dann ist der Abschnitt des Drucklaufrings 95,
der sich auf der gegenüberliegenden
Seite des gebogenen Abschnitts der Taumelscheibe 92 befindet
(genauer gesagt, der Abschnitt, der dem sich im Ansaugvorgang befindenden Kolben 96 entspricht),
sehr weit von der Taumelscheibe 92 getrennt (wie im oberen
Teil der 2 gezeigt ist). Der Spalt zwischen
den Gleitschuhen 93A und 93B weitet sich in Abschnitten
aus, in denen die Taumelscheibe 92 sehr weit von dem Drucklaufring 95 getrennt
ist. Dies verringert oder beseitigt die Abstände der Kontaktteile, wie beispielsweise
zwischen den Gleitschuhen 93A und 93B und den
Kolben 96, zwischen den Gleitschuhen 93A und 93B und
den Taumelscheibe 92, und zwischen den Gleitschuhen 93B und
dem Drucklaufring 95. Als ein Ergebnis wird die Zufuhr
von Schmiermittel (Kältemittelöl) zu Kontaktteilen
schwierig. Dies vergrößert einen
Gleitwiderstand und Lärm.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Taumelscheibenverdichter bereitzustellen,
der einen Teil der Gleitplatte daran hindert, weit von der Taumelscheibe
getrennt zu werden.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist ein Taumelscheibenverdichter zum Verdichten eines
Gases. Der Verdichter weist eine drehbare Antriebswelle auf. Eine Taumelscheibe
ist mit der Antriebswelle in einer Weise verbunden, die eine einstückige Drehung
mit der Antriebswelle ermöglicht.
Eine Gleitplatte wird gelagert, um hinsichtlich der Taumelscheibe drehbar
zu sein. Ein Paar Gleitschuhe ist auf der Taumelscheibe und der
Gleitplatte angeordnet. Ein Lager ist zwischen der Taumelscheibe
und der Gleitplatte und zwischen den Gleitschuhen angeordnet. Ein Kolben
ist mit der Taumelscheibe und der Gleitplatte durch die Gleitschuhe
verbunden. Der Kolben wird hin- und her bewegt, um Gas zu verdichten,
wenn die Drehung der Antriebswelle die Taumelscheibe dreht. Die
Taumelscheibe weist eine Taumelscheibenstützfläche zum Berühren des Lagers auf. Die Gleitplatte weist
eine Gleitplattenstützfläche zum
Berühren
des Lagers auf. Mindestens eines aus Taumelscheibe und Gleitplatte
ist so ausgebildet, dass sich ein Abstand zwischen der Taumelscheibenstützfläche und der
Gleitplattenstützfläche radial
einwärts
der Taumelscheibe und der Gleitplatte vergrößert.
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Andere
Ausführungsbeispiele
und Vorteile der Erfindung sind durch die folgende Beschreibung zusammen
mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, die durch Beispiele
die Grundbestandteile der Erfindung darstellen.
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Die
Erfindung, sowie deren bevorzugte Aufgaben und Vorteile, kann am
Besten anhand der folgenden Beschreibung der bestimmten erläuternden Ausführungsbeispiele
zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, wobei:
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1 ist
eine teilweise geschnittene Ansicht eines Taumelscheibenverdichters
nach dem Stand der Technik;
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2 ist
eine schematische Darstellung, die die Umgebung einer Taumelscheibe
zeigt, wenn auf diese eine Verdichtungsreaktion in dem Verdichter nach 1 ausgeübt wird;
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3 eine
Schnittansicht eines Taumelscheibenverdichters gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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4 ist
eine schematische Darstellung, die die Umgebung einer Taumelscheibe
zeigt, die in dem Verdichter aus 3 enthalten
ist;
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5A und 5B sind
schematische Seitenansichten, die die Umgebung einer Taumelscheibe
zeigen, wenn auf diese eine Verdichtungsreaktion ausgeübt wird;
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6 ist
eine schematische Darstellung, die die Umgebung einer Taumelscheibe
in einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt; und
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7 ist
eine schematische Darstellung, die die Umgebung einer Taumelscheibe
in einer weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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Ein
variabler Verdrängungsverdichter 10 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird jetzt mit Bezug auf 3 bis 5 beschrieben. Der Verdichter 10 bildet
einen Teil eines Kältemittelkreislaufs 70 in
einer Fahrzeugklimaanlage aus und verdichtet Kältemittelgas (z.B. Kohlendioxid).
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3 ist
eine Schnittansicht des Verdichters 10. Die in 3 gezeigte,
linke Seite ist die Vorderseite des Verdichters 10, und
die in 3 gezeigte rechte Seite ist die Hinterseite des
Verdichters 10. Der Verdichter 10 hat ein Gehäuse, das
durch einen Zylinderblock 11 ausgebildet ist, ein Vordergehäuse 12,
das an dem vorderen Ende des Zylinderblocks 11 befestigt
ist, und ein Hintergehäuse 14,
das an dem hinteren Ende des Zylinderblocks mit einer dazwischen
angeordneten Ventilplatte 13 befestigt ist.
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Eine
Kurbelkammer 15 ist in dem Gehäuse zwischen dem Zylinderblock 11 und
dem Vordergehäuse 12 festgelegt.
Eine Antriebswelle 16 wird auf drehbare Weise zwischen
dem Zylinderblock 11 und dem Vordergehäuse 12 gelagert. Die
Antriebswelle 16 ist mit einer Maschine (nicht gezeigt)
verbunden, die als eine Fahrzeugantriebsquelle wirkt. Die Antriebswelle 16 wird
gedreht, wenn sie durch die Maschine angetrieben wird.
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Eine
Mitnehmerscheibe 17, die im Wesentlichen scheibenförmig ist,
wird an der Antriebswelle 16 in der Kurbelkammer 15 befestigt
und mit dieser einstückig
gedreht. Die Taumelscheibe 18 ist in der Kurbelkammer 15 untergebracht.
Eine Einführungsbohrung 18a erstreckt
sich durch den mittleren Abschnitt der Taumelscheibe 18.
Die Antriebswelle 16 wird durch die Einführungsbohrung 18a eingeführt. Ein Scharniermechanismus 19 ist
zwischen der Mitnehmerscheibe 17 und der Taumelscheibe 18 angeordnet.
Die Taumelscheibe 18 ist mit der Mitnehmerscheibe 17 durch
den Scharniermechanismus 19 verbunden und ist durch die
Antriebswelle 16 mittels der Einführungsbohrung 18a gelagert.
Dies dreht die Taumelscheibe 18 im Gleichlauf mit der Mitnehmerscheibe 17 und
der Antriebswelle 16. Ferner gleitet die Taumelscheibe 18 auf
der Antriebswelle 16 entlang der Richtung der Achse L,
während
sie sich hinsichtlich der Antriebswelle 16 neigt.
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Eine
Vielzahl von Zylinderbohrungen 27 erstreckt sich durch
den Zylinderblock 11 parallel zu der Achse L. Die Zylinderbohrungen 27 sind
in gleichen Winkelabständen
zu der Achse L angeordnet. Ein Einzelkopf-Kolben 28 ist
in einer beweglichen Weise in jeder Zylinderbohrung 27 verstaut.
Der Kolben 28 weist einen zylindrischen Kopf 45,
der in der Zylinderbohrung 27 angeordnet ist, und ein Kolbenhemd 46 auf,
das in der Kurbelkammer 15 außerhalb der Zylinderbohrung 27 angeordnet
ist. Der Kopf 45 und das Kolbenhemd 46 sind einstückig miteinander
ausgebildet und erstrecken sich parallel zu der Achse L. Die Zylinderbohrung 27 hat
eine vordere Öffnung,
die durch den Kopf 45 des Kolbens 28 verschlossen
ist, und eine hintere Öffnung,
die durch die vordere Fläche
der Ventilplatte 13 verschlossen ist. Eine Verdichtungskammer 29 ist
in der Zylinderbohrung 27 festgelegt. Das Volumen der Verdichtungskammer 29 variiert
gemäß der Bewegung
des Kolbens 28.
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Zwei
Gleitschuhaufnahmen 46a sind in dem Kolbenhemd 46 eines
jeden Kolbens 28 festgelegt. Zwei halbkugelförmige Gleitschuhe 30A und 30B sind
in dem Kolbenhemd 46 verstaut. Genauer gesagt, jede Gleitschuhaufnahme 46a nimmt
die halbkugelförmige
Fläche
des Gleitschuhs 30A und 30B auf. Jeder Kolben 28 ist
durch die beiden Gleitschuhe 30A und 30B mit dem
Umfangsabschnitt der Taumelscheibe 18 verbunden. Wenn eine
Drehung der Antriebswelle 16 die Taumelscheibe 18 dreht,
taumelt die Taumelscheibe 18 hinsichtlich der Achse L der Antriebswelle 16.
Das Taumeln der Taumelscheibe 19 bewegt den Kolben hin-
und her in einer Richtung parallel zu der Achse L.
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Eine
Ansaugkammer 31 und eine Ablasskammer 40 sind
in dem Gehäuse
zwischen der Ventilplatte 13 und dem Hintergehäuse 14 festgelegt.
Ein Ansaugkanal 32 und ein Ansaugventil 33 sind
zwischen jeder Verdichtungskammer 29 und der Ansaugkammer 31 in
der Ventilplatte 13 ausgebildet. Ferner sind ein Ablasskanal 34 und
ein Ablassventil 35 zwischen jeder Verdichtungskammer 29 und
der Ablasskammer 40 in der Ventilplatte 13 ausgebildet.
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Kältemittelgas
wird von einem Verdampfer 71 in dem Kältemittelkreislauf 70 in
die Ansaugkammer 31 gesaugt. Eine Bewegung eines jeden
Kolbens 28 aus der oberen Totpunktstellung in die untere
Totpunktstellung saugt das Kältemittelgas
von der Ansaugkammer 31 durch den zugehörigen Ansaugkanal 32 und
das zugehörige
Ansaugventil 33 in die zugehörige Verdichtungskammer 29.
Eine Bewegung des Kolbens 28 aus der unteren Totpunktstellung
in die obere Totpunktstellung verdichtet das Kältemittelgas in der Verdichtungskammer 29 auf
einen vorbestimmten Druck und lässt
dann das Kältemittelgas
durch den zugehörigen
Ablasskanal 34 und das zugehörige Ablassventil 35 in
die Ablasskammer 40 ab. Das Kältemittelgas in der Ablasskammer 40 wird zu
einem Gaskühler 72 in
dem Kältemittelkreislauf 70 befördert und
durch diesen gekühlt.
Anschließend wird
der Druck des Kältemittelgases
durch ein Expansionsventil 73 herabgesetzt und zu einem
Verdampfer 71 befördert.
Der Verdampfer 71 verdampft das Kältemittelgas.
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Ein
Entlüftungsdurchgang 36,
ein Gaszufuhrgang 37 und ein Steuerungsventil 38 sind
in dem Gehäuse
des Verdichters 10 vorgesehen. Der Entlüftungsdurchgang 36 verbindet
die Kurbelkammer 15 und die Ansaugkammer 31. Der
Gaszufuhrdurchgang 37 verbindet die Ablasskammer 40 und
die Kurbelkammer 15. Das Steuerungsventil 38,
das nach dem Stand der Technik bekannt ist, ist in dem Gaszufuhrdurchgang 37 angeordnet.
Der Öffnungsgrad
des Steuerungsventils 38 ist abgestimmt, um das Gleichgewicht zwischen
der Menge an hochverdichtetem Ablassgas, das durch den Gaszufuhrdurchgang 37 in die
Kurbelkammer 15 gesaugt wird, und der Menge an Gas, das
aus der Kurbelkammer 15 durch den Entlüftungsdurchgang 36 abgelassen
wird, zu kontrollieren. Dies bestimmt den Druck der Kurbelkammer 15.
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So
wie sich der Druck der Kurbelkammer 15 verändert, verändert sich
ebenso der Unterschied zwischen dem Druck der Kurbelkammer 15 und
dem Druck der Verdichtungskammern 29. Dies verändert den
Neigungswinkel der Taumelscheibe 18 (Winkel zwischen der
Taumelscheibe 18 und einer hypothetischen Ebene, die senkrecht
zu der Achse L ist). Als ein Ergebnis wird der Hub der Kolben 28 oder
die Verdrängung
des Verdichters 10 abgestimmt. Zum Beispiel würde eine
Druckabnahme der Kurbelkammer 15 den Neigungswinkel der
Taumelscheibe 18 erhöhen.
Dies würde
den Hub der Kolben 28 erweitern und die Verdrängung des
Verdichters 10 vergrößern. Umgekehrt
würde eine
Druckzunahme der Kurbelkammer 15 den Neigungswinkel der
Taumelscheibe 18 verringern. Dies würde den Hub der Kolben 28 vermindern
und die Verdrängung
des Verdichters 10 verringern.
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Die
Anordnung zum Verbinden der Kolben 28 mit der Taumelscheibe 18 ist
nachfolgend behandelt.
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Wie
in 3 gezeigt ist, steht eine im Wesentlichen zylindrische
Stütze 41 von
der mittleren hinteren Fläche
der Taumelscheibe 18 um die Antriebswelle 16 hervor.
Eine ringförmige
Gleitplatte 51 ist auf der Taumelscheibe 18 an
der Außenseite
der Stütze 41 angeordnet.
Eine Stützbohrung 51a erstreckt
sich durch den mittleren Bereich der Gleitplatte 51. Die
Stütze 41 ist
durch die Stützbohrung 51a eingeführt. Die
Gleitplatte 51 ist aus einem Material hergestellt, das
die Gleitplatte 51 mit einer ausreichenden Flexibilität versorgt.
Die Außenwandfläche der
Stütze 41 ist
um eine vorbestimmte Entfernung von der Innenwandfläche der
Stützbohrung 51a entfernt,
um einen Spalt zu bilden. Ein Radiallager 52, das eine
Vielzahl von Kugeln 52a enthält, ist in dem Spalt angeordnet.
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Auf
der Taumelscheibe 18 ist ein Drucklager 53 (Rollenlager)
zwischen der Taumelscheibe 18 und den hinteren Gleitschuhen 30B (die
Gleitschuhe 30B, die die Verdichtungsreaktion von den Kolben 28 aufnehmen)
angeordnet, das heißt
zwischen den Gleitschuhen 30A und 30B. Anders
gesagt, das Drucklager 53 ist zwischen der hinteren Umfangsfläche der
Taumelscheibe 18 und der vorderen Umfangsfläche der
Gleitplatte 51 angeordnet. Das Drucklager 53 weist
eine Vielzahl von Rollen 53a auf. Die Rollen 53a sind
entlang der Umfangsrichtung der Taumelscheibe 18 angeordnet.
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Eine
ringförmige
Taumelscheibenstützfläche 18b ist
auf der hinteren Umfangsfläche
der Taumelscheibe 18 um die Achse S der Taumelscheibe 18 festgelegt.
Die Taumelscheibenstützfläche 18b nimmt
das Drucklager 53 auf. Die Rollen 53a des Drucklagers 53 sind
auf der Taumelscheibenstützfläche 18b in
einer rollbaren Weise angeordnet. Auf diese Weise wirkt die Gleitplattenstützfläche 51b als eine
Wälzfläche für die Rollen 53a.
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Wie
vorhergehend beschrieben ist, lagern das Radiallager 52 und
das Drucklager 53 die Gleitplatte 51 so, dass
sie hinsichtlich der Taumelscheibe 18 drehbar ist. Demnach
verursacht das Rollen der Kugeln 52a in dem Radiallager 52 und
der Rollen 53a in dem Drucklager 53 ein Gleiten zwischen
der Taumelscheibe 18 und der Gleitplatte 51, wenn
die Drehung der Antriebswelle 16 die Taumelscheibe 18 dreht.
Auf diese Weise ist die Drehzahl der Gleitplatte 51 geringer
als die Drehzahl der Taumelscheibe 18. Anders gesagt, die
Drehzahl der Gleitplatte 51 hinsichtlich dem Gleitschuh 30B ist
geringer als die Drehzahl der Taumelscheibe 18 hinsichtlich
dem Gleitschuh 30B. Demnach ist ein Gleitwiderstand zwischen
der Gleitplatte 51 und dem Gleitschuh 30B verringert.
Dies verringert mechanischen Verlust und verhindert Abrieb und Fressen
des Gleitschuhs 30B.
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4 ist
eine schematische Darstellung der Umgebung des Umfangsabschnitts
der Taumelscheibe 18. Wie in 4 gezeigt
ist, ist ein Abstand CL zwischen der Taumelscheibenstützfläche 18b und der
Gleitplattenstützfläche 51b vorgesehen.
Im Vergleich zu der radial äußeren Seite
der Taumelscheibe 18 ist der Abstand CL an der radial inneren
Seite der Taumelscheibe 18 größer.
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Die
Gleitplattenstützfläche 51b hat
eine Ebene parallel zu der hypothetischen Ebene H. Die Taumelscheibenstützfläche 18b ist
hinsichtlich der Gleitplattenstützfläche 51b oder
der hypothetischen Ebene H so geneigt, dass sie sich fortschreitend
von der Gleitplattenstützfläche 51b radial
einwärts
der Taumelscheibe 18 entfernt. Anders gesagt, die Taumelscheibenstützfläche 18b ist
zum Teil durch eine kegelförmige
Fläche
gebildet. Demnach vergrößert sich der
Abstand CL zwischen der Taumelscheibenstützfläche 18b und der Gleitplattenstützfläche 51b fortschreitend
radial einwärts
der Taumelscheibe 18.
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Eine
ringförmige
Gleitfläche 18c für die Gleitschuhe 30A ist
an der vorderen Umfangsfläche
der Taumelscheibe 18 um die Achse S der Taumelscheibe 18 festgelegt.
Die Gleitfläche 18c liegt
parallel zu der hypothetischen Ebene H. Eine ringförmige Gleitfläche 51c für die Gleitschuhe 30B ist
an der hinteren Umfangsfläche
der Gleitplatte 51 festgelegt. Die Gleitfläche 51c liegt
parallel zu der hypothetischen Ebene H.
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In
dem Bereich, in dem die Rollen 53a angeordnet sind, ist
der Unterschied zwischen dem Abstand CL, wo er am größten ist
(in 4 mit CL1 bezeichnet), und dem Anstand CL, wo
er am kleinsten ist (in 4 mit CL2 bezeichnet), ungefähr einige Zehntel
Mikrometer. In 4 wird der Unterschied zwischen
dem Abstand CL an der Innenseite der Taumelscheibe 18 und
dem Abstand CL an der Außenseite
der Taumelscheibe 18, d.h. die Neigung der Taumelscheibenstützfläche 18b hinsichtlich
der Gleitplattenstützfläche 51b,
in einer übertriebenen Weise
gezeigt, um das Verständnis
zu erleichtern.
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Wie
in 5A gezeigt ist, wird eine Verdichtungsreaktion
(deren Belastungszentrum ist durch einen Pfeil X gekennzeichnet,
um das Verständnis
zu erleichtern) von dem Kolben 28, der in einem Verdichtungstakt
ist, über
den zugehörigen
Gleitschuh 30B, die Gleitplatte 51 und das Drucklager 53 auf
die hintere Fläche
der Taumelscheibe 18 ausgeübt. Genauer gesagt, die Verdichtungsreaktion
X wird in einer exzentrischen Weise auf die hintere Fläche der Taumelscheibe 18 um
die Achse L der Antriebswelle 16 ausgeübt. Die Verdichtungsreaktion
X ist relativ groß,
wenn die Verdrängung
des Verdichters 10 relativ groß ist. Dies biegt den Umfangsabschnitt
der Taumelscheibe 18 in Teilen, auf die die Verdichtungsreaktion
X ausgeübt
wird (in Bezug auf einen unteren Teil der 5A).
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In
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die Taumelscheibenstützfläche 18b so
ausgebildet, dass der Abstand CL an der Innenseite der Taumelscheibe 18 größer als
der Abstand CL an der Außenseite
der Taumelscheibe 18 ist. Dies hindert den Unterschied
zwischen den Abständen
CL an der Außen- und
Innenfläche
der Taumelscheibe 18 daran, groß zu werden, wenn die Taumelscheibe 18 wie
oben beschrieben gebogen wird. Auf diese Weise wird verhindert,
dass die Gleitplatte 51 und die Rollen 53a des
Drucklagers 53 hinsichtlich der hypothetischen Ebene H
stark geneigt werden.
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Infolgedessen
wird der Abschnitt der Gleitplatte 51, der sich auf der
Seite gegenüber
dem gebogenen Abschnitt der Taumelscheibe befindet (genauer gesagt,
der Abschnitt, der mit dem Kolben 28 korrespondiert, der
in dem Ansaugvorgang ist) daran gehindert, weit von der Taumelscheibe 18 (im
Bezug auf einen oberen Teil der 5A) getrennt
zu werden. Auf diese Weise wird der Spalt zwischen den Gleitschuhen 30A und 30B daran
gehindert, ausgeweitet zu werden. Ferner werden die Abstände der Kontaktteile,
wie zum Beispiel zwischen den Gleitschuhen 30A und 30B und
der zugehörigen
Gleitschuhaufnahme 46a eines jeden Kolbens 28,
zwischen den Gleitschuhen 30A und der Taumelscheibe 18,
und zwischen den Gleitschuhen 30B und der Gleitplatte 51,
daran gehindert, verringert oder beseitigt zu werden. Als ein Ergebnis
wird ein Schmiermittel (Kältemittelöl) in einer
optimalen Weise zu Kontaktabschnitten zugeführt. Ferner wird ein Gleitwiderstand
und Lärm
daran gehindert, an den Kontaktteilen vergrößert zu werden.
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Die
vorhergehende Wirkung wird erhalten, solange ein geringer Unterschied
zwischen den Abständen
CL an der Innen- und Außenseite
der Taumelscheibe 18 besteht. Die Wirkung tritt stärker hervor,
wenn der Unterschied zwischen dem größten Abstand CL1 und dem geringsten
Abstand CL2 30 μm
oder größer ist
(in Bezug auf 4). Die Entfernung zwischen
den Abständen
CL1 und CL2 ist vorzugsweise 40 μm
oder größer, besser
50 μm oder größer, noch
besser 60 μm
oder größer, und
am Besten 70 μm
oder größer.
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Der
Verdichter 10 hat die nachfolgend beschriebenen Vorteile.
- (1) Die Gleitplattenstützfläche 51b liegt parallel
zu der hypothetischen Ebene H, die senkrecht zu der Achse S der
Taumelscheibe 18 ist. Die Taumelscheibenstützfläche 18b ist
hinsichtlich der hypothetischen Ebene H so geneigt, dass sie sich
fortschreitend von der Gleitplattenstützfläche 51b radial einwärts der
Taumelscheibe 18 entfernt. Demnach vergrößert sich
der Abstand CL zwischen der Taumelscheibenstützfläche 18b und der Gleitplattenstützfläche 51b fortschreitend
in Richtung der radial inneren Seite der Taumelscheibe 18.
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Folglich
vergrößert sich
der Abstand zwischen der Taumelscheibenstützfläche 18b und der Gleitplattenstützfläche 51b nicht,
auch wenn die Taumelscheibe 18 gebogen ist. Deshalb werden
die Abstände
zwischen den Gleitschuhen 30A und 30B und der
zugehörigen
Gleitschuhaufnahme 46a eines jeden Kolbens 28,
den Gleitschuhen 30A und der Taumelscheibe 18,
und den Gleitschuhen 30B und der Gleitplatte 51 daran
gehindert, verringert oder beseitigt zu werden. Als ein Ergebnis wird
ein Schmiermittel (Kältemittelöl) in einer
optimalen Weise zu Kontakteilen zugeführt.
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Auch
wenn die Taumelscheibe 18 gebogen ist, wird das Drucklager 53 stabiler
zwischen der Taumelscheibenstützfläche 18b und
der Gleitplattenstützfläche 51b gehalten,
als wenn im Vergleich dazu zum Beispiel wenigstens eine von der
Taumelscheibenstützfläche 18b und
der Gleitplattenstützfläche 51b in
einer gestuften Weise von der radial äußeren Seite zu der radial inneren
Seite der Taumelscheibe 18 gestaltet ist. Ein Verdichter,
der eine derartige abgestufte Taumelscheibe aufweist, würde nicht
von dem Geist oder dem Rahmen der Erfindung abweichen.
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Die
Taumelscheibenstützfläche 18b und
die Gleitplattenstützfläche 51b wirken
als die Wälzflächen des
Drucklagers 53 (Rollen 53a). Auf diese Weise rollen
die Rollen 53a stabil. Demnach dreht sich die Gleitplatte 51 gleichmäßig hinsichtlich
der Taumelscheibe 18. Dies verringert mechanischen Verlust
und verhindert einen Abrieb und ein Fressen der Gleitschuhe 30B.
- (2) Wenn die Verdrängung des Verdichters 10 relativ
klein ist, dann ist die Verdichtungsreaktion X relativ klein und
die Taumelscheibe 18 wird nicht gebogen. Wie in 5B gezeigt
ist, biegt dennoch die relativ kleine Verdichtungsreaktion X die biegsame
Gleitplatte 51 in einen Zustand, in dem die Taumelscheibe 18 nicht
verformt wird. Genauer gesagt, die Gleitplatte 51 wird
so verformt, dass sich die Gleitplattenstützfläche 51b parallel zu
der Taumelscheibenstützfläche 18b erstreckt,
und dass das Drucklager 53 stabil zwischen der Taumelscheibenstützfläche 18b und
der Gleitplattenstützfläche 51b gehalten
wird. Als ein Ergebnis berühren
die Rollen 53a des Drucklagers 53 (Rollen 53a in
dem unteren Teil der 5B) vollständig die Taumelscheibenstützfläche 18b und
die Gleitplattenstützfläche 51b.
Deshalb wird die auf die Rollen 53a ausgeübte Belastung
in Abschnitten, die die Verdichtungsreaktion X direkt aufnehmen,
verringert, und die Haltbarkeit des Drucklagers 53 wird
verbessert.
- (3) Der Verdichter 10 verdichtet das Kältemittel (Kältemittelgas)
des Kältemittelkreislaufs 70.
Kohlendioxid wird als das Kältemittel
des Kältemittelkreislaufs 70 benutzt.
Wenn Kohlendioxid-Kältemittel
benutzt wird, wird die auf die Kolben 28 wirkende Verdichtungsreaktion
X im Vergleich dazu vergrößert, wenn
zum Beispiel ein FREON-Kältemittel
benutzt wird. Demnach wird eine größere Reaktionskraft X in einer
exzentrischen Weise auf die Taumelscheibe 18 ausgeübt. Auf
diese Weise gibt es für
einen Teil der Taumelscheibe 18 eine größere Tendenz, gebogen zu werden.
Ferner wird ein Teil der Gleitplatte 51 nach dem Stand
der Technik weit von der Taumelscheibe entfernt. Demnach ist das
bevorzugte Ausführungsbeispiel dadurch
speziell von Vorteil, dass die Gleitplatte 51 daran gehindert
wird, teilweise von der Taumelscheibe 18 getrennt zu werden,
wenn der Verdichter Kohlendioxid verdichtet.
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Es
sollte für
den Fachmann ersichtlich sein, dass die Erfindung in vielen anderen
speziellen Formen ausgeführt
werden kann. Vor allem sollte verstanden werden, dass die Erfindung
in den folgenden Formen ausgeführt
werden kann.
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In
Bezug auf 6 kann das bevorzugte Ausführungsbeispiel
so verändert
werden, dass sich die Gleitplattenstützfläche 51b hinsichtlich
der hypothetischen Ebene H neigt, und fortschreitend von der hypothetischen
Ebene H radial einwärts
der Gleitplatte 51 entfernt, wenn sich die hypothetische
Ebene H zwischen der Taumelscheibenstützfläche 18b und der Gleitplattenstützfläche 51b befindet.
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In
Bezug auf 7 kann das Ausführungsbeispiel
von 6 so verändert
werden, dass die Taumelscheibenstützfläche 18b hinsichtlich
der hypothetischen Ebene H geneigt ist, um sich fortschreitend der
hypothetische Ebene H radial einwärts der Taumelscheibe 18 anzunähern, wenn
sich die hypothetische Ebene H zwischen der Taumelscheibenstützfläche 18b und
der Gleitplattenstützfläche 51b befindet.
Der Neigungswinkel der Taumelscheibenstützfläche 18b hinsichtlich
der hypothetischen Ebene H ist kleiner als der Neigungswinkel der
Gleitplattenstützfläche 51b hinsichtlich
der hypothetischen Ebene H. Anders gesagt, der Winkel der Taumelscheibenstützfläche 18b hinsichtlich
der hypothetischen Ebene H ist kleiner als der Winkel der Gleitplattenstützfläche 51b hinsichtlich
der hypothetischen Ebene H. Demnach wird der Abstand CL zwischen
der Taumelscheibenstützfläche 18b und
der Gleitplattenstützfläche 51b fortschreitend
in Richtung der radial inneren Seite der Taumelscheibe 18 vergrößert.
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Die
Taumelscheibenstützfläche 18b kann
zu der hypothetischen Ebene H parallel liegen, während sich die Gleitplattenstützfläche 51b hinsichtlich
der hypothetischen Ebene H neigt und sich fortschreitend von der
Taumelscheibenstützfläche 18b radial einwärts der
Gleitplatte 51 entfernt.
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In
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wie
es in dem Vorteil (2) beschrieben ist, ist die Gleitplatte 51 biegsam,
so dass sie sich biegt, wenn eine relativ geringe Verdichtungsreaktion
X auf die Gleitplatte 51 wirkt. Dennoch kann die Gleitplatte 51 jeden Biegsamkeitsgrad
haben. Zum Beispiel kann die Biegsamkeit der Gleitplatte 51 derart
sein, dass sie sich biegt, wenn die Verdrängung des Verdichters einen
vorbestimmten Wert übersteigt
und die Verdichtungsreaktion X größer als der vorbestimmte Wert wird.
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Ein
Laufring kann zwischen der Taumelscheibenstützfläche 18b und den Rollen 53a und/oder
zwischen der Gleitplattenstützfläche 51b und
den Rollen 53a angeordnet sein. Das heißt, dass ein Laufring auf dem
Drucklager 53 angeordnet werden kann. In diesem Fall wirkt
die Taumelscheibenstützfläche 18b und/oder
die Gleitplattenstützfläche 51b,
auf der der Laufring angeordnet ist, nicht als eine Wälzfläche für die Rollen 53a,
sondern wirkt nur als Lagerung des Laufrings auf dem Drucklager 53.
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Die
Erfindung kann für
eine Taumelscheibenverdichterform mit festgesetzter Verdrängung angewandt
werden.
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Die
Erfindung kann für
einen Taumelscheibenverdichter angewandt werden, der Doppelkopf-Kolben
verwendet.
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Die
vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele
sollen als darstellend und nicht als einschränkend betrachtet werden.
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Ein
Taumelscheibenverdichter, der eine Taumelscheibe daran hindert,
von der Gleitplatte getrennt zu werden. Der Verdichter (10)
weist eine Antriebswelle (16) auf. Eine Gleitplatte (51)
ist hinsichtlich der Taumelscheibe (18) drehbar. Zwei Gleitschuhe
(30A, 30B) sind an der Taumelscheibe und der Gleitplatte
angeordnet. Ein Lager (53) ist zwischen der Taumelscheibe
und der Gleitplatte und zwischen den Gleitschuhen angeordnet. Ein
Kolben (28) ist durch die Gleitschuhe mit der Taumelscheibe
und der Gleitplatte verbunden und wird hin- und her bewegt, um Gas
zu verdichten. Die Taumelscheibe weist eine Taumelscheibenstützfläche (18b)
auf, und die Gleitplatte weist eine Gleitplattenstützfläche (51b)
auf, wobei jede Fläche
zur Berührung
mit dem Lager dient. Die Taumelscheibe ist so ausgebildet, dass sich
ein Abstand (CL) zwischen der Taumelscheibenstützfläche und der Gleitplattenstützfläche radial
einwärts
der Taumelscheibe und der Gleitplatte vergrößert.